Artikli autor on Marta Kinnunen, kes õpib Tallinna Tehnikaülikooli magistrantuuris jätkusuutliku energeetika protsesse. Marta jõudis parimate hulka 2012. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil. 

Üha enam maad võtva keskkonnasõbralikkuse valguses oleme kindlasti korduvalt erinevate jäätmete optimaalse taaskasutuse üle pead murdnud, et oma panust meie ühiskonna jätkusuutlikuse tagamisse maksimeerida. Uuele ringile oleme harjunud saatma paberit, plastikut ja klaasi, ning biojäätmeid üritame võimalikult efektiivselt komposteerida. Peagi aknale koputavale kevadele mõeldes tundub värvilises sügises sumpamine muidugi kauge minevikuna, aga nii mõnigi mäletab, kui keeruline nendele üüratutele lehehunnikutele kohta leida oli. On ju just lehed need,mida me kaminas praksuva tule valguses sooja eest tänama peame, kuna just nende vastutusrikas ülesanne on päikeseenergia puitu sulgemine. Nii et miks mitte aianurgas mädanemise asemel nende kütteväärtust utiliseerida ja seeläbi keskkonda säästa?

Käesolevas töös uurisin sügiseste puulehtede põletamise võimalust, eeldades, et puitkütustele ja turbale on katla tüübi sobivuse korral võimalik lisada 10% ulatuses lisakütust, milleks oleks probleemne või väheuuritud omadustega kütus¹. Selgus, et puulehed on senini väga vähe uuritud materjal, ning nende taaskasutamist pole laialdaselt arutatud. Tänapäeval kasutatakse biomassist saadud energiat kogu maailmas vaid 50 EJ aastas².

Sügislehtede taaskasutamist soosivad mitmed faktid, nagu näiteks Eesti eesmärk suurendada taastuvatest ressurssidest toodetud soojuse osakaalu 2005. aastal olnud 21%-lt 33%-le aastaks 2013. Lisaks näeb biomassi ja bioenergia kasutamise edendamise arengukava ette tarbijate teavitamise kodumaiste taastuvate ressursside kasutamise eelistest lokaalküttes³. Miks mitte teavitada inimesi ka oma aiast kokku riisutud puulehtede kasutamise võimalustest.

Lisaks sellele näevad kehtivad arengukavad ette katlamajade puitkütusekatelde koostootmise seadmetega varustamise. See lubab puitkütusest koostootmise baasil toota täiendavalt soojust ja elektrit. Praegune statistika käsitleb biokütusena ainult puitkütuseid (puit, metsaraie ja puidutööstuse jäätmed, võsa). Energia saamiseks sobiva biomassi moodustavad Eestis aga lisaks puitkütustele ka turvas, põhk, energiahein, pilliroog, energeetilised põllukultuurid ning orgaanilised majapidamise ja põllumajanduse jäätmed³.

Eestis peetakse puulehtede kogumist sügishooajal loomulikuks ning nende komposteerimine on seni teadaolevatest võimalustest kindlasti mugavaim ning ka odavaim⁴.

Enne kogutud sügiseste puulehtede kalorsuse, niiskusesisalduse ja tuhasuse määramist jahvatasin puulehed liikide kaupa ühtlaselt peeneks, osakese läbimõõduga 0,5 mm². Kalorsuse määramiseks pressisin kuivatamata materjalist 0,4-0,7 grammised tabletid. Kalorsust määrasin kalorimeetrilises pommis ning niiskusesisalduse määramiseks kasutasin kuivatuskappi, kus seisid jahvatatud lehed 24 tundi 105°C juures⁵. Tuhasuse määramiseks kaalusin üle 1 g niisket jahvatatud materjali tiiglisse ning asetasin selle muhvelahju temperatuurile 525°C. Selles protsessis põles proovist ära kogu orgaaniline aine ning allesjäänud tuha kaalusin nelja tunni pärast⁵.

Teostatud katsete kohaselt (vaata Tabel 1) on puulehed võrdlemisi suure energiasisaldusega. Keskmine kuivaine energiasisaldus on 20,64 kJ/g. Puulehtede põletamisel on probleemiks niiskus, mis kasutatud materjalis oli 35,65%. Niiskusesisaldus on paljuski tingitud sügisese lehekoristusperioodi ilmastikuoludest. Teostatud katsete kohaselt on puulehtede tuhasisaldus 7,05 – 9,93%.

AS Veolia Keskkonnateenuste andmetel toodi sügisesel lehekoristusperioodil Aardlapalu ümberlaadimisjaama umbes 1350 tonni biolagunevaid jäätmeid Tartu linna piirkonnast. Kindlasti võib toojate seas olla ettevõtteid, kelle jäätmete hulgas on peenemaid puuoksi ning riknenud puu- ja juurvilju minimaalselt paarisada tonni. Seega võiks väga umbkaudseks puulehtede koguseks Tartu linnas ajavahemikul september 2010 kuni detsember 2010 lugeda 1000 tonni. Omavalitsustel on juba praegu kohustus rakendada biolagunevate jäätmete liigiti kogumist, mis võimaldaks kogumispaikadesse toodavad puulehed hõlpsasti ülejäänud jäätmetest välja sorteerida ja edasisse käitlemisse saata.

Seega võttes arvesse teostatud katseid puulehtedega oleks teoreetiliselt võimalik saada Tartu linnast kogutud 1000 tonnist niisketest puulehtedest (energiasisaldus 15,86 MJ/kg) energiat umbes 15 860 GJ. See on 1,3% kogu AS Fortum Tartu katlamajades 2010 aastal kasutatud biokütustest⁶.

Puulehti võiks kasutada väikeste üheperemajade kateldes ning suuremates koostootmisjaamades, milles on kas restpõletuskatlad või keevkihttehnoloogial põhinevad katlad. Eelistada tuleks keevkihttehnoloogial põhinevaid katlamaju, kuna keevkihtkoldes on võimalik põhikütusele lisada probleemsete või väheuuritud omadustega biokütuseid, nagu seda on puulehed¹. Eestis on keevkihtkatlaid suhteliselt vähe, kuid planeeritavad uued biokütustel töötavad elektri ja soojuse koostootmisjaamad varustatakse suure tõenäosusega just seda tüüpi seadmetega¹.

Puulehtede keskmiseks niiskussisalduseks on katsete põhjal 35,65%. Niiskusesisaldus on sõltuv ka lehtede kogumise perioodil valitsevast ilmast. Suur niiskusesisaldus on üks puulehtede kasutamise puudusi, võrreldes näiteks turbabriketiga, mille niiskusesisaldus on umbes 12% (vaata tabel 2). Enne katlasse panemist pole aga otstarbekas hakata puulehti kuivatama, sest see kulutab omakorda energiat ning muudaks kogu protsessi keerulisemaks. Siiski on ka niiskete puulehtede kütteväärtus arvestatav, ligikaudu 16 MJ/kg. Võrreldes näiteks rohtse biomassina kasutatava päideroo kuivaine kütteväärtusega, milleks on 14,9 MJ/kg, on seega hoopis mõttekam kasutada niiskeid puulehti kui kuivatada päideroogu. Suure niiskussisalduse tõttu võib aga tekkida probleeme katla hooldamisega, sest mida niiskem on kütus, seda rohkem seda kulub ning seda enam peab katelt tahmast puhastama.

Põletamisel on oluline ka kütuse tuhasus. Eelistatakse väiksema tuhasisaldusega kütuseid. Puulehtede keskmine tuhasisaldus katsete põhjal on 7,05%, mis on tunduvalt rohkem, kui hakkpuidul (1%), kuid sarnane turbabriketile.

Kokkuvõtteks võib väita, et teostatud esialgsete katsete ja uurimuse põhjal on puulehed võrdlemisi suure energiasisaldusega kütus – kuivaine keskmine energiasisaldus on 20,64 kJ/g. Ka niiskete puulehtede kütteväärtus on arvestatav, ligikaudu 16 MJ/kg, mis on suurem kui rohtse biomassina kasutatava päideroo kuivaine kütteväärtus (14,9 MJ/kg).

Puulehtede lisamine põhikütustele lubatava 10% ulatuses võimaldaks säästa põhikütust ja ühtlasi vähendada puulehtede ladestamist.

Tulevikus oleks vaja teostada lisakatseid, kogudes võimalikult suurel hulgal erinevate puuliikide lehti. Pargi- ja haljastusjäätmete põletamise kõrval on mõttekas uurida ka metaani tootmist nii nendest kui lignotselluloossest materjalist üldisemalt.
Viidatud allikad:
¹ Vares, V. 2008. Biomassi tehnoloogiauuringud ja tehnoloogiate rakendamine Eestis. Lõpparuanne. TTÜ Soojustehnika instituut. 176 lk.

² Lehtveer, U. 2006. Taastuvenergia käsiraamat. Eestimaa Looduse Fond

³ Eesti Vabariigi Põllumajandusministeerium. 2007. “Biomassi ja Bioenergia kasutamise edendamise arengukava aastateks 2007 – 2013”.

⁴ Eesti Vabariigi Keskkonnaministeerium. 2008. “Riigi jäätmekava 2008 – 2013”

⁵ Schulte, E.E. 1995. Recommended Soil Organic Matter Tests. Lk 47-56. Rmt. J. Thomas Sims and A. Wolf (toim.) Recommended Soil Testing Procedures for the Northeasten United States. Northeast Regional Bulletin #493. Agricultural Experiment Station, University of Delaware, Newark, DE.

⁶ Proosa, H. AS Fortum Tartu peaökonomist. Suulised andmed. 19. 04. 2011

⁷ Lepa, J., Jürjenson, K., Normak, A., Hovi, M. 2001. Kütused soojusenergia tootmiseks:  teatmik. Eesti Põllumajandusülikooli kirjastus, 2001. 24 lk.